(57)【要約】【課題】コストを抑えながら、メディアのデータ記憶能力を向上させ、正確なデータ位置制御を維持し、かつメディア・データの解像度を向上させるパターンド・メディア・インプリント・マスタを作製する装置、システム、および方法を提供する。【解決手段】基板１０２および蒸着マスク１１０は、蒸着プロセスの間、基板および蒸着マスクが一体の要素として作用するように、間にあるスペーシング要素１０８によって固定的に取り付けられる。蒸着マスク１１０は、リソグラフィ・プロセスによって生成された複数の開口１１２を包含する。材料は、固有の蒸着角度で配向された１を越える蒸着源３００から、蒸着マスク１１０を介して基板上に蒸着される。従って、得られる基板１０２の蒸着パターンは、蒸着マスク開口１１２の密度よりも高い密度を示す一方で、蒸着パターンの歪みが回避される。【選択図】図５
2006286181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンド・メディア作製装置であって、
実質的に平坦な基板と、
前記基板に結合された蒸着マスクであって、前記基板上に材料を方向付けるのに適合した複数の開口を有する蒸着マスクと、
前記複数の開口を介して様々な蒸着角度で前記材料を蒸着して、前記複数の開口よりも高い密度を有する実質的に同心の記録領域を生成するのに適合した、少なくとも一つの蒸着源と、を備えるパターンド・メディア作製装置。
【請求項２】
前記基板および前記蒸着マスクに取外し可能に結合されたスペーシング要素であって、前記基板と前記蒸着マスクとの間での実質的に固定の関係を維持するように構成されたスペーシング要素をさらに備える、請求項１に記載のパターンド・メディア作製装置。
【請求項３】
少なくとも一つの蒸着源が、加熱されたるつぼおよび陰極の少なくとも一つを備える、請求項１に記載のパターンド・メディア作製装置。
【請求項４】
少なくとも一つの蒸着源が、前記基板に対して実質的に傾斜した入射角で配向される、請求項１に記載のパターンド・メディア作製装置。
【請求項５】
前記基板に結合された回転要素であって、蒸着中に前記基板および前記蒸着マスクを回転させるのに適合した回転要素をさらに備える、請求項１に記載のパターンド・メディア作製装置。
【請求項６】
前記蒸着マスクに近接して、前記複数の蒸着源からの前記材料の蒸着角度のばらつきを制限するシールドをさらに備える、請求項５に記載のパターンド・メディア作製装置。
【請求項７】
前記シールドが、前記基板の実質的に狭い一部分に対応する実質的に半径方向の開口を備える、請求項６に記載のパターンド・メディア作製装置。
【請求項８】
前記少なくとも一つの蒸着源が、同時的な方式および順次的な方式のうち一つで様々な蒸着角度から前記材料を蒸着するのに適合した、請求項１に記載のパターンド・メディア作製装置。
【請求項９】
前記蒸着マスクの少なくとも一つの開口が少なくとも一つの実質的に角度を付けた側壁を備える、請求項１に記載のパターンド・メディア作製装置。
【請求項１０】
パターンド・メディア作製方法であって、
実質的に平坦な基板を提供する工程と、
前記基板上に蒸着材料を方向付けるのに適合した複数の開口を有する蒸着マスクを提供する工程と、
前記基板を前記蒸着マスクに固定的に結合する工程と、
前記複数の開口を介して様々な蒸着角度で前記蒸着材料を指向的に蒸着して、前記複数の開口よりも高い密度を有する実質的に同心の記録領域を前記基板上に形成する工程と、
前記基板を前記蒸着マスクから取り外す工程を含む、パターンド・メディア作製方法。
【請求項１１】
前記基板を前記蒸着マスクに固定的に結合することが、前記基板と前記蒸着マスクとの間の中間層の大部分を除去することを含む、請求項１０に記載のパターンド・メディア作製方法。
【請求項１２】
前記基板をエッチングして、前記実質的に同心の記録領域に実質的に対応するデータ・トラックを生成する工程と、
前記蒸着材料を前記基板から実質的に除去する工程をさらに含む、請求項１０に記載のパターンド・メディア作製方法。
【請求項１３】
前記蒸着材料を前記基板上に指向的に蒸着することが、前記材料を少なくとも一つの実質的に傾斜した入射角から蒸着することを含む、請求項１０に記載のパターンド・メディア作製方法。
【請求項１４】
前記蒸着材料を指向的に蒸着することが、蒸着中に前記基板を回転させることをさらに含む、請求項１０に記載のパターンド・メディア作製方法。
【請求項１５】
前記蒸着材料を指向的に蒸着することが、前記材料の前記様々な蒸着角度のばらつきを制限することをさらに含む、請求項１４に記載のパターンド・メディア作製方法。
【請求項１６】
前記蒸着材料を指向的に蒸着することが、前記蒸着マスクに実質的に隣接するシールドを提供して、前記蒸着材料の前記様々な蒸着角度のばらつきを制限することをさらに含む、請求項１４に記載のパターンド・メディア作製方法。
【請求項１７】
前記蒸着マスクに実質的に隣接するシールドを提供することが、前記基板の一部分に対応する実質的に狭い開口を前記シールド内に半径方向に設けることをさらに含む、請求項１６に記載のパターンド・メディア作製方法。
【請求項１８】
少なくとも一つの開口を有する蒸着マスクを提供することが、前記少なくとも一つの開口と一体の少なくとも一つの角度を付けた側壁を形成することを含む、請求項１０に記載のパターンド・メディア作製方法。
【請求項１９】
請求項１０のプロセスによって形成されるパターンド・メディア。
【請求項２０】
パターンド・メディア作製システムであって、
蒸着材料を基板上に方向付けるように適合した複数の開口を有する蒸着マスクに結合された実質的に平坦な基板を含む、蒸着アセンブリと、
前記蒸着材料を前記複数の開口を介して様々な蒸着角度で蒸着して、前記複数の開口よりも高い密度を有する実質的に同心の記録領域を生成するように適合した、少なくとも一つの蒸着源と、
前記蒸着アセンブリに結合されて、蒸着中に前記基板および前記蒸着マスクを回転させる、回転要素と、
前記蒸着材料が蒸着される際の前記様々な蒸着角度のばらつきを制限する、前記蒸着マスクに近接したシールド、を備えるパターンド・メディア作製システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にパターンを画定する装置、方法およびシステムに関し、より具体的には、増大したデータ・トラック密度を有するパターンド・メディア・インプリント・マスタを作製する装置、方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在使用されているほぼすべてのコンピュータは、１以上のハード・ディスク・ドライブを使用して、変化するデジタル情報を比較的恒久的な形式で格納する。ハード・ディスク・ドライブはまた、メディア・プレイヤー、デジタル・レコーダ、および他のパーソナル機器に、ますます浸透してきている。
【０００３】
ハード・ディスクは、標準的には、情報を磁気パターンの形態で格納するように設計された、専用の薄膜メディアで両側を被覆した、高精度のアルミニウム・ディスクまたはガラス・ディスクを備える。ディスクは高速で回転され、薄膜メディア上に情報を記録するか、あるいはそこから情報を読み取るために、電磁気読取り／書込みヘッドが使用される。
【０００４】
ハード・ディスク・ドライブに使用される薄膜メディアは、標準的には、強い磁界によって特定の配向で磁化されてもよい磁性粒子の薄い連続層を備える。読取り／書込みヘッドは、例えば、ビットとして知られる粒子のクラスタを一方向または他方向に配向する局所磁界を作り出すことにより、情報を記録することができる。ディスク・ドライブの容量を増大させるために、製造者は、ビットのサイズおよびそのビットを含む粒子を縮小するために、絶えず努力している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、一方向または他方向に磁化されるという個々の磁性粒子の能力は、粒子が非常に小さい場合に問題を引き起こす。粒子の体積（Ｖ）とその異方性エネルギー（Ｋｕ）の積が特定の値よりも小さくなり、その結果その粒子の磁化が熱振動によって自然発生的に反転する場合に、超常磁性効果が生じる。これが発生すると、ディスクに格納されたデータが破損する。従って、より小さな粒子でより雑音の少ない高密度の記録に対応することが望ましいものの、粒子の小型化は、超常磁性効果によって本質的に制限される。
【０００６】
この問題に対応して、技術者は、磁性薄膜層が非常に均一な島の秩序配列として作成され、各島が個々のビットを格納できる、パターンド・メディアを開発した。各ビットは、不規則に減結合された粒子の集合体ではなく、一つの粒子、またはいくつかの交換結合した粒子であってもよい。このようにして、パターンド・メディアは、明確かつ予めパターニングされた位置で急峻な磁気転移を与えることによって、雑音を効果的に低減する。
【０００７】
実際には、パターンド・メディアによって、従来のメディアではより多数の不規則な粒子が必要であったのとは異なり、単一の粒子または少数の粒子を含む予めパターニングした島にデータを格納することが可能になるため、パターンド・メディアは、超常磁性効果による密度制限を効果的に回避して、熱安定性が達成される密度範囲を、少なくとも一桁拡張する。しかしながら、そのようなメディアの利点にも関わらず、パターンド・メディアを大量生産する費用対効果の高い方法は示されていない。
【０００８】
パターンド・メディアを製造するのに使用される一つの方法は、次の工程を含む：（１）形状の物理的なマスタ・パターンを基板上に作成する；（２）マスタ・パターンの形状を、ナノインプリント・リソグラフィを用いてディスク基板上のレジスト・パターンに複製する；（３）パターンをエッチングによってディスク基板に転写する；および（４）パターニングされたディスク基板上に磁性保護膜層を全面蒸着する。１テラビット／平方インチの範囲およびそれを越える密度のマスタ・パターンの作成は、形状が小さすぎて、光学リソグラフィや電子ビーム・リソグラフィなどの従来のリソグラフィ技術のいずれとも適合しないため、これらの技術では達成することが困難である。従って、ハード・ディスクが、パターンド・メディアがもたらし得る密度を実現するには、求められる密度範囲の形状を生成するために、マスタ・パターン生成プロセスが必要とされる。
【０００９】
従来のリソグラフィによる製造方法の密度制限のいくつかを克服するための方法が一般に提案されてきたが、こうした方法は、ディスク・ドライブ技術には容易に適用できない。例えば、トラック追従サーボの要件ならびに読取り・書込みチャンネルのクロッキング要件に起因する厳しい位置許容誤差によって、分子が自然発生的に明確な凝集体を組織する、提案された自己組織化プロセスの有用性が限定される。また、ディスク製造のための既知のリソグラフィ・プロセスは、多大な時間と労力を必要とするため、こうしたプロセスは、大容量メディアを作製するには費用がかかり、かつ一般に非実用的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
従って、パターンド・メディアの記憶密度を増大させるための、実用的かつ達成可能な装置、システム、および方法が必要とされている。有益には、このような装置、システムおよび方法は、パターンド・メディアの作製に従来関連するコストを抑えながら、メディアのデータ記憶能力を向上させ、正確なデータ位置制御を維持し、かつメディア・データの解像度を向上させる。このような装置、システムおよび方法を本明細書に開示し、請求する。
【００１１】
本発明は、現在の最新技術に応じて、特に、現在利用可能なパターンド・メディアを作製するための装置、方法およびシステムではまだ十分に解決されていない、当該分野における問題および要求に応じて開発された。従って、本発明は、当該分野における上述の欠点の多くまたはすべてを克服する、パターンド・メディアを作製するための装置、システム、および方法を提供するために開発された。
【００１２】
本発明の特定の実施形態に従った、パターンド・メディアを作製する装置は、蒸着マスクに結合された基板を備える。いくつかの実施形態では、装置は、基板および蒸着マスクに取外し可能に結合されたスペーシング要素をさらに包含してもよい。スペーシング要素は、基板と蒸着マスクとの間の実質的に固定の関係を維持して、結合ユニットとしてのそれらの機能を促進してもよい。
【００１３】
一実施形態では、装置は、材料を基板上に方向付けるために、蒸着マスクに複数の開口を設ける。材料を複数の開口を介して様々な蒸着角度で蒸着して、複数の開口よりも高い密度を有する実質的に同心の記録領域を生成するために、少なくとも一つの蒸着源が提供されてもよい。特定の実施形態では、少なくとも２つの蒸着位置が蒸着マスクの各開口に対応するように、１を越える蒸着源が、基板に対して固有の蒸着角度で配向されてもよい。材料は、少なくとも一つの蒸着源から順次的に、あるいは複数の蒸着源から同時に蒸着されて、蒸着位置を生成してもよい。あるいは、単一の蒸着源が順次的に様々な蒸着角度に配向されて、蒸着マスクの各開口に対応する少なくとも２つの蒸着位置を形成してもよい。特定の実施形態では、蒸着マスクの開口は、少なくとも一つの角度を付けた側壁を包含して、蒸着源からの材料の流れに対する干渉を回避し、それによって基板上の均一な蒸着パターン形成を容易にしてもよい。
【００１４】
一実施形態では、装置は、蒸着マスクに近接するシールドをさらに包含して、蒸着源からの材料の流れの蒸着角度におけるばらつきを抑制する。シールドは、基板および蒸着マスクの実質的に狭い表面積に対応する実質的に半径方向の開口を包含してもよい。いくつかの実施形態では、材料がシールドを介して基板上に蒸着される際、回転要素が基板を回転させてもよい。このようにして、それぞれが実質的に固有の半径方向位置に対応する、実質的に同心の記録領域が基板上に形成されてもよい。いくつかの実施形態では、本発明に従って形成される実質的に同心の記録領域は、基板の表面積全体を占めてもよい。
【００１５】
パターンド・メディアを作製するための、本発明のシステムも示される。システムは、蒸着マスクに結合された実質的に平坦な基板を包含する蒸着アセンブリによって実現されてもよい。蒸着マスクは、蒸着材料を基板上に方向付けるための、そこに一体化された複数の開口を有してもよい。システムは、蒸着材料を複数の開口を介して様々な蒸着角度で蒸着して、複数の開口よりも高い密度を有する実質的に同心の記録領域を作成するのに適合した、少なくとも一つの蒸着源をさらに包含してもよい。回転要素およびシールド要素が設けられて、蒸着の間蒸着アセンブリを回転させ、また様々な蒸着角度におけるばらつきを抑制してもよい。
【００１６】
パターンド・メディアを作製するための、本発明の方法も示される。開示される実施形態の方法は、実質的に、記載される装置およびシステムの動作に関して上述した機能を実行する工程を包含する。一実施形態では、方法は、実質的に平坦な基板を提供する工程と、基板上に蒸着材料を方向付けるのに適合した複数の開口を有する蒸着マスクを提供する工程と、また、基板を蒸着マスクに固定的に結合する工程を包含する。一実施形態の基板は、エッチング可能であってもよい。方法はまた、複数の開口を介して蒸着材料を様々な蒸着角度で指向的に蒸着して、複数の開口よりも高い密度を有する実質的に同心の記録領域を基板上に形成する工程を包含してもよい。最後に、方法は、基板を蒸着マスクから取り外す工程を包含してもよい。
【００１７】
さらなる実施形態では、方法は、支持構造体のスパース行列を残して、基板と蒸着マスクとの間の中間層の大部分を除去し、基板を蒸着マスクに固定的に結合させる工程を包含してもよい。さらに、いくつかの実施形態では、本発明に従った方法は、基板をエッチングして、実質的に同心の記録領域にほぼ対応するデータ・トラックを生成し、また蒸着材料を基板から実質的に除去する工程を包含してもよい。
【００１８】
特定の実施形態では、蒸着材料を指向的に蒸着することは、少なくとも一つの実質的に傾斜した入射角から材料を蒸着することを包含してもよい。加えて、蒸着材料を指向的に蒸着することは、基板を回転させること、および／または蒸着材料のさまざまな蒸着角度におけるばらつきを抑制することを包含してもよい。この目的のために、方法のいくつかの実施形態は、蒸着マスクに実質的に隣接したシールドを提供し、また、シールド内に基板の一部分に対応する実質的に狭い開口を配置し、それによって、基板の回転時に基板の隣接する部分が順次材料に露出されて、実質的に同心の記録領域を生成することを包含してもよい。
【００１９】
本明細書全体にわたる、特徴、利点、または類似の文言に対する言及は、本発明によって実現され得る特徴および利点のすべてが、本発明のいずれか一つの実施形態に含まれるべきである、あるいはそれに含まれることを示唆しない。むしろ、特徴および利点に言及する文言は、実施形態に関連して記載される特定の特徴、利点、または特性が、本発明の少なくとも一つの実施形態に包含されることを意味するものと理解される。従って、本明細書全体にわたる、特徴および利点の考察ならびに類似の文言は、必ずしもそうではないものの、同じ実施形態を指す場合がある。
【００２０】
さらに、記載される本発明の特徴、利点、および特性は、１以上の実施形態においていずれかの好適な方法で組み合わされてもよい。当業者であれば、本発明は、ある実施形態の特定の特徴または利点の１以上がなくても実施できることを理解するであろう。他の例では、本発明のすべての実施形態に存在しなくてもよい追加の特徴および利点が、特定の実施形態において認識されてもよい。
【００２１】
本発明のこれらの特徴および利点は、以下の説明および添付図面によってさらに完全に明らかになると考えられ、また以下に説明するように本発明を実施することによって理解されてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、パターンド・メディアの作製に関連するコストを抑えながら、メディアのデータ記憶能力を向上させ、正確なデータ位置制御を維持し、かつメディア・データの解像度を向上させることができる装置、システムおよび方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の利点が容易に理解されるように、上記に簡単に記載した本発明のより具体的な説明は、添付図面に示される特定の実施形態を参照して示される。これらの図面は、本発明の標準的な実施形態のみを図示しており、従って本発明の範囲を限定するものと見なすべきではないことを理解した上で、本発明は、添付図面を用いてさらに具体的かつ詳細に記載され、説明される。
【００２４】
本明細書全体を通して、「一実施形態」、「一つの実施形態」、または類似の文言に対する言及は、その実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも一つの実施形態に包含されることを意味する。従って、本明細書全体を通して、「一実施形態では」、「一つの実施形態では」という語句、および類似の文言が示される場合、必ずしもそうではないが、すべて同じ実施形態を指すものとする。
【００２５】
さらに、記載される本発明の特徴、構造、または特性は、１以上の実施形態においていずれかの好適な方法で組み合わされてもよい。以下の説明において、本発明の実施形態の完全な理解をもたらすために、多数の具体的な詳細が開示される。しかしながら、当業者であれば、本発明が、１以上の具体的な詳細なしに、あるいは他の方法、構成要素、材料などを用いて実施されてもよいことを理解するであろう。他の例では、本発明の態様が不明瞭になることを避けるために、周知の構造、材料、または動作は、詳細には図示あるいは説明されない。
【００２６】
本明細書で使用するとき、用語「パターンド・メディア・インプリント・マスタ」または「インプリント・マスタ」は、複写可能なトポグラフィー的形状を有する基板を指す。いくつかの実施形態では、そのようなトポグラフィー的形状のポジ複製は、インプリント・マスタから複数のドーター・スタンパを複製し、各ドーター・スタンパから複数のパターンド・メディア基板を複写する、第２世代のナノインプリント複製プロセスに従って実現されてもよい。用語「記録領域」は、本発明の蒸着プロセスによって形成され、磁気データを格納することができるパターンド・メディア上の対応するデータ・トラックを再生するのに使用される、実質的に円形の蒸着パターンを指す。
【００２７】
ここで図１および図２を参照すると、本発明に従ったパターンド・メディア・インプリント・マスタを作製する装置は、基板層１０２、中間層１０６、および蒸着マスク層１１０を有する蒸着アセンブリ１００を備えてもよい。特定の実施形態では、図１に最も良く示されるように、各層は統一体に一体化される。あるいは、各層は、互いの層に対して独立であってもよい。
【００２８】
基板層１０２、または基板は、一般に、ディスク表面全体に対するマスタ・パターンを含むのに十分な大きさの平坦な表面を有する、実質的に硬質な本体を含んでもよい。基板１０２は、例えば、シリコン・ウェハ、あるいは、アルミニウム・マグネシウム合金、ガラス、セラミック、または当業者には既知のあらゆる他の材料からなるディスク基板を含んでもよい。電子ビーム・リソグラフィを基板１０２の表面に施してもよいことから、基板１０２は、ドーピングされたシリコンまたは金属などの導電材料を包含するか、または好適な導電層で被覆されてもよい。
【００２９】
いくつかの実施形態では、基板１０２は、蒸着された材料をエッチ・マスクとして使用することができる化学的性質を有する、実質的に平滑でエッチング可能なグラウンド層１０４を包含する。グラウンド層１０４はさらに、その上に重ねられる中間層１０６に施されるエッチ・プロセスに耐えることができる材料を含んでもよい。グラウンド層１０４は、例えば、窒化シリコンまたは当業者には既知の他の材料を含んでもよい。あるいは、基板１０２自体が、シリコンなどの、実質的に平滑で、エッチング可能であり、また中間層１０６に施されるエッチ・プロセスに耐えることができる材料を含んでもよい。
【００３０】
中間層１０６は、一般に、シリコンまたは当業者には既知の他の類似の材料などの、平滑かつエッチング可能な、実質的に硬質な材料を含んでもよい。中間層１０６は、ＸｅＦ２などのエッチング剤を用いた気相エッチ・プロセスおよび／またはウェット・エッチ・プロセスに対して敏感であってもよい。
【００３１】
特定の実施形態では、中間層１０６に気相エッチ・プロセスが施されて、基板１０２を蒸着マスク層１１０に固定的に取り付ける一方でその間の距離を実質的に均一に維持できる、スペーシング要素１０８が生成されてもよい。スペーシング要素１０８は、例えば、蒸着マスク層１１０を基板１０２の表面の上約１μｍの高さで保持してもよい。
【００３２】
蒸着マスク層１１０、または蒸着マスクは、スペーシング要素１０８に支持されながら基板１０２に対して実質的に平行な関係を維持できる、実質的に硬質な材料を含んでもよい。特定の実施形態では、蒸着マスク１１０は、中間層１０６に対するエッチ・マスクとして作用して、中間層１０６にエッチ・プロセスを施してスペーシング要素１０８を形成することができる材料を含んでもよい。蒸着マスク１１０は、例えば、窒化シリコン、二酸化シリコン、炭素、または当業者には既知のあらゆる他のそのような材料を含んでもよい。
【００３３】
開口１１２が蒸着マスク１１０に形成されて、材料、イオン、電子、光および／または気体が蒸着マスク１１０を通過して、中間層１０６および／または基板１０２に達することを可能にしてもよい。開口１１２は、光学リソグラフィまたは電子ビーム・リソグラフィ、エッチング・プロセス、これらの組み合わせによって、あるいは当業者には既知のあらゆる他の手段によって、蒸着マスク１１０に形成されてもよい。特定の実施形態では、開口１１２は、少なくとも一つの角度を付けた側壁を有するように形成されてもよい。図６を参照して下記により詳細に検討するように、角度を付けた側壁によって、蒸着マスク１１０をより厚くし、その結果、それを介して蒸着される材料への干渉を回避しながら構造的な一体性を向上させることが可能になる。
【００３４】
次に図３を参照すると、クロム、クロム・モリブデン合金、アルミニウム、アルミニウム合金または他の金属、あるいは当業者には既知の他の材料などの蒸着材料が、蒸発、イオン・ビーム蒸着、または指向性スパッタリングなどの物理的気相蒸着技術によって、蒸着マスク１１０の開口１１２を介して基板１０２上に蒸着されてもよい。このような物理的気相蒸着プロセスは、気化状態の材料を蒸着源３００から対象とする基板１０２に移送する。気化した材料の粒子は、実質的に衝突のない視線方向移送に従って、基板上に凝集してもよい。
【００３５】
本発明に従った蒸着源３００は、陰極、加熱されたるつぼ、または基板１０２に対して方向付けられた材料の流れを保持して発射することができる、当業者には既知のあらゆる他の装置を含んでもよい。特定の実施形態では、複数の蒸着源３００が、基板１０２から距離を置いた位置に、これに対して傾斜した入射角で備えられる。特定の実施形態では、蒸着源３００は、基板１０２から少なくとも４０ｃｍ離される。各蒸着源３００に対応する固有の入射角は、それぞれが部分的には取り付けられた蒸着マスク１１０の開口１１２によって画定される基板１０２上の特定の位置に、材料の流れを方向付けるように較正されてもよい。このようにして、蒸着源３００および蒸着マスク１１０の開口１１２が協働して、材料を特定の基板１０２位置に方向付けて、結果として得られる位置の数が開口１１２の数の倍数となる。
【００３６】
あるいは、単一の蒸着源３００が、様々な蒸着角度に順次的に配向されて、それぞれの蒸着角度からの蒸着が１蒸着サイクルを構成するようにしてもよい。複数の蒸着サイクルが実施されて、それぞれの蒸着角度から得られる蒸着位置の均一性を促進してもよい。実際には、蒸着材料は、蒸着プロセスの間蒸着マスク開口１１２の周辺に沿って堆積してもよく、その結果、最初の蒸着プロセスの前に存在する開口１１２の寸法に対して開口１１２の寸法が不明瞭になる。従って、後続の蒸着角度から得られる蒸着位置は、最初の蒸着位置に対して減少したまたは不明瞭な寸法を示してもよい。一方で、複数の蒸着サイクルを組み込む蒸着プロセスは、得られるすべての蒸着位置全体にわたって不明瞭にされた開口１１２の寸法の効果を行き渡らせることによって、蒸着位置の均一性を促進する。
【００３７】
特定の実施形態では、本発明に従ったパターンド・メディア・インプリント・マスタを作製するシステムは、シールド３０２を包含して、特定の基板１０２位置における材料の効果的かつ正確な蒸着を助ける。所定の蒸着角度に対して、シールド３０２は、蒸着源３００および基板１０２の表面に対して固定の位置で保持されてもよい。シールド３０２の目的は、蒸着マスク１１０の開口１１２を介する蒸着材料の角度範囲を制限することである。いくつかの実施形態では、基板１０２は、固定のシールド３０２に対して回転および／または平行移動されて、より詳細に後述するように、シールド３０２内の開口３０４のサイズよりも大きな基板面積全体にわたって材料を蒸着する手段を提供してもよい。シールド３０２は、基板１０２に対応する寸法よりも少なくともわずかに大きい寸法を有する実質的に硬質なディスクを備えてもよく、それによって、シールド３０２が基板１０２と並んだときに、その表面積全体を実質的に覆ってもよい。
【００３８】
シールド３０２は、その中に配置された少なくとも一つの開口３０４を包含してもよい。開口３０４は、シールド３０２に近接して保持され、またいくつかの実施形態では、実質的にそれと並ぶ基板１０２の一部分を隔離するように機能してもよい。開口３０４は、シールド３０２の中心３０６からその周辺３０８に向かって半径方向に延在してもよく、またはシールド３０２のいずれかの部分を占めてもよい。開口３０４の寸法は、蒸着マスク１１０の複数の開口１１２を、蒸着源３００から蒸着される蒸着材料に露出するのに十分であってもよい。いくつかの実施形態では、開口３０４の長さは、基板１０２の半径に沿った蒸着マスク１１０のすべての開口１１２に適合して、開口３０４に対する基板１０２の１回転が、基板１０２の表面積全体を有効に覆うようにしてもよい。しかしながら、当業者であれば、基板１０２の１回転を越える回転が用いられて、その表面に蒸着材料を蒸着するようにしてもよいことを、理解するであろう。
【００３９】
いくつかの実施形態では、回転する基板１０２の異なる半径に蒸着される材料の量を均等にするために、開口３０４の寸法が、中心３０６から周辺３０８に向かって延びる方向に増大されてもよい。特定の実施形態では、開口３０４は、実質的に台形に対応する形状を含んでもよい。当然ながら、当業者であれば、本発明に従った開口３０４は、二等辺三角形、直角三角形、長方形、平行四辺形、または当業者には既知のあらゆる他の形状など、開口と連通している基板１０２の一部分を隔離することが可能なあらゆる形状を含んでもよいことを、理解するであろう。
【００４０】
次に図４を参照すると、パターンド・メディア・インプリント・マスタを作製するシステムは、シールド３０２に対して回転することができる硬質な支持ディスクを含む回転要素４００を、さらに包含してもよい。回転要素４００は、本発明に従った基板１０２および蒸着マスク１１０を実質的に中心に置いて保持するための軸（図示なし）を包含してもよい。特定の実施形態では、回転要素４００は、実質的にシールド３０２の上に置かれて、その上に配置される基板１０２の一部分が、蒸着マスク１１０およびシールド３０２を介して、下にある蒸着源３００から生じる蒸着材料の流れに露出されるようにしてもよい。回転要素４００は、回転要素４００を少なくともわずかにシールド３０２から離して回転が妨げられないようにするために、少なくとも一つのスペーサ（図示なし）を包含してもよい。いくつかの実施形態では、軸がスペーサとして機能してもよく、あるいは、スペーサは、回転要素４００の表面と一体化されるか、またはそれに結合されてもよい。
【００４１】
本発明に従った回転要素４００およびシールド３０２は、協働して基板１０２の表面上に実質的に同心の記録領域を生成してもよい。具体的には、図５を参照してより詳細に後述するように、固有の入射角に配向された複数の蒸着源３００によって、蒸着マスク１１０の開口１１２を介して蒸着される材料は、複数の蒸着位置を生成してもよい。蒸着中にシールド３０２の開口３０４に対して基板１０２を回転させることによって、多数の蒸着位置が、表面の外周に沿って同じ半径位置を共有してもよい。このような蒸着位置は、従って、連携して実質的に円形の記録領域を形成してもよい。蒸着マスク１１０に設けられた開口１１２は、複数の半径位置に対応してもよいため、基板１０２表面上の実質的に同心の記録領域は、基板１０２を本発明に従ったシールド３０２の開口３０４に対して回転させることによって得られてもよい。
【００４２】
次に図５を参照すると、特定の実施形態では、本発明に関連して真空チャンバが使用されて、特定の基板１０２の表面位置に材料を効果的かつ正確に蒸着することを促進してもよい。真空チャンバは、変化する蒸着条件、ならびに加熱および冷却性能を可能にしてもよい。
【００４３】
図３を参照して上述したように、蒸着源３００を使用して、特定の入射角に従って蒸着材料５００を蒸着してもよい。蒸着材料５００が蒸着される特定の入射角は、蒸着マスク１１０の開口１１２と協働して、特定の蒸着位置５０２を画定する。このように、複数の蒸着源３００を使用して、蒸着材料５００を固有の入射角で蒸着し、蒸着マスク１１０の一つの開口１１２当たり一つを越える蒸着位置５０２を画定してもよい。選択された実施形態では、蒸着材料５００を固有の入射角で蒸着するように配向された３つの蒸着源３００を使用して、蒸着マスク１１０の開口１１２それぞれに対して３つの特定の蒸着位置５０２を画定する。従って、蒸着位置５０２の密度は、開口１１２の密度に対して３倍になる。
【００４４】
次に図６を参照すると、蒸着マスク１１０が有限の厚さを備えるため、蒸着マスク１１０内の各開口１１２は、有限の高さを有する側壁６００を含む。この有限の高さは、蒸着材料５００の流れを歪ませる傾向があり、そのため蒸着位置５０２の寸法が、蒸着材料５００の流れの寸法と一致しない場合がある。実際には、蒸着材料５００の流れの幅６１０が開口１１２の幅と正確に一致する場合、蒸着材料５００の流れを開口１１２に対してある入射角で配向することによって、開口１１２の近接端部６０２および遠位端部６０４のいずれかまたは両方によって干渉され、事実上、得られる蒸着位置５０２の寸法が蒸着材料５００の元の流れの寸法から低減される場合がある。
【００４５】
このような干渉および寸法の歪みを回避するために、本発明の特定の実施形態は、近接する側の開口幅６０６が遠位側の開口幅６０８よりも実質的に大きくなるように選択的に角度を付けた開口１１２の側壁６００を包含し、それによって、基板１０２上に蒸着される材料のスポットのサイズおよび形状が、遠位側の開口６０８のサイズおよび形状によってのみ画定され、近接側の開口幅６０６に起因するシャドウイングがない。近接側の開口の幅６０６を増大させることによって、近接側の開口によるシャドウイングを生じることなしに、蒸着マスク１１０の厚さを増大させることができる。これによって、蒸着マスク１１０の強度を増大させることができ、必要なスペーシング要素１０８の数が低減される。
【００４６】
蒸着位置５０２の歪みをさらに軽減するために、本発明の特定の実施形態は、蒸着材料５００を、複数の入射角から順次的にではなく同時に蒸着して、その前の蒸着の間に開口１１２に付着した材料５００によって生じる不均一性を制限することを考慮する。しかしながら、同時蒸着によって得られる非常に均一な蒸着位置５０２の利益は、本質的に、蒸着源３００間の動作の均一性に依存する。他の実施形態では、蒸着は、様々な蒸着源から順次的に生じてもよい。このような実施形態では、蒸着位置５０２間で不均一性が生じるのを低減するために、蒸着位置５０２の所望の厚さは、連続する蒸着サイクルによって徐々に得られてもよい。
【００４７】
次に図７を参照すると、本発明に従った蒸着アセンブリ１００は、従来のパターン技術によって作成された蒸着マスク開口１１２それぞれに対して複数の基板蒸着位置５０２を設けることによって、従来のパターンド・メディアよりも高いデータ・トラック密度を有するパターンド・メディアの作製を助けてもよい。具体的には、多数の蒸着マスク開口１１２を、スペーシング要素１０８の高さおよび蒸着角度と組み合わせて、単一の開口１１２に対応する複数の蒸着位置５０２を作成してもよい。
【００４８】
本発明の一実施形態では、図５を参照して上述したように、３つの蒸着源３００が、３つの固有の角度から基板１０２上に蒸着材料を蒸着するように配向される。このように、３つの固有の蒸着位置５０２が、単一の蒸着マスク開口１１２に対応する。特定の実施形態では、蒸着源３００の配向およびスペーシング要素１０８の高さが協働して、蒸着位置５０２を、一貫性のある稠密に配列されたトラック・パターン７００に整列させる。
【００４９】
図１および図２を参照して上述したように、複数のスペーシング要素１０８は、蒸着マスク１１０と基板１０２との間に点在して、基板１０２表面の上で蒸着マスク１１０を支持してもよい。いくつかの実施形態では、スペーシング要素１０８は規則的なパターンで配置され、その結果、本発明に従って作製されたパターンド・メディアを使用する装置が、スペーシング要素１０８に起因する小さな使用不可領域７０２を無視するように設計されてもよい。
【００５０】
次に、例示のためであって限定目的ではなく、図８〜１３を参照すると、本発明に従ったパターンド・メディア・インプリント・マスタを作製するシステムの一実施形態は、５００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２の島密度を有する六角形の稠密な蒸着パターンを生成してもよい。具体的には、ここで図８を参照すると、蒸着マスク１１０は、距離（「ｑ」）８０６だけ離れた開口１１２を包含して、隣接する蒸着位置５０２が空間（「ｓ」）８０２だけ離れている六角形の稠密な幾何学形状を有する蒸着位置５０２を生成してもよい。本発明の代表的実施形態では、開口１１２に対する蒸着位置５０２のオフセット（「ｒ」）８０４は、０．５８ｓに等しい。好適な蒸着パターンの全体密度を達成するために、蒸着位置５０２の直径（「ｄ」）８０８は約０．６７ｓに等しくてもよく、トラックピッチ（「ａ」）８００は約０．８７ｓに等しくてもよい。
【００５１】
次に図９を参照すると、代表的実施形態では、オフセット（「ｒ」）８０４を有する蒸着位置５０２を達成するために、蒸着源３００は蒸着マスク１１０上の高さ（「ｚ」）９０２に置かれてもよく、蒸着マスク１１０は基板１０２上の高さ（「ｈ」）９００に固定されてもよい。具体的には、２２．３ｎｍに等しいオフセット（「ｒ」）８０４を達成するために、高さ（「ｚ」）９０２は５０ｃｍに固定されてもよく、高さ（「ｈ」）９００は５００ｎｍに固定されてもよい。
【００５２】
さらに、次に図１０を参照すると、代表的実施形態では、２５．７ｎｍの蒸着位置５０２直径（「ｄ」）８０８を達成するために、蒸着マスク１１０の厚さ（「ｔ」）１０００は、約８０ｎｍに等しくてもよい。図１１を参照すると、２．０ｎｍの半影（「ｐ」）１１０４あるいは低減された蒸着位置５０２の厚さを得るために、蒸着源３００の開口の幅（「ｗ」）１１００は約２ｍｍであってもよく、ここで、ｐは式ｐ＝ｗｈ／ｚから算出される。
【００５３】
次に図１２を参照すると、代表的実施形態では、シールド３０２は、蒸着マスク１１０に対する蒸着源３００の高さ（「ｚ」）９０２に基づいて蒸着角度のわずかなばらつきのみを許容するように較正された、幅（「ｕ」）１３００を有するシールド開口３０４を含んでもよい。本実施形態では、例えば、±０．２３°の誤差を許容するように、「ｚ」９０２は５０ｃｍに等しく設定されてもよく、また「ｕ」１３００は４ｍｍに等しく設定されてもよく、これによって、特定の蒸着マスク１１０の開口１１２が蒸着中にシールド開口３０４の下を通過する際に、蒸着スポット５０２の中心のずれが±２．０ｎｍの範囲に制限される。
【００５４】
５００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２に等しい六角形の稠密な島密度を有する蒸着パターンを達成するのに適用可能な、上述の代表的なパラメータに対する妥当な一連の値は、図１３に記載する表によって与えられる。
【００５５】
次の概略フローチャートは、論理的フローチャートとして全体的に説明される。そのため、図示された順序および名称付けられた工程は、提示された方法の一実施形態を示す。機能、論理、または効果において、図示された方法の１以上の工程またはその部分と同等な、他の工程および方法が想起されてもよい。さらに、使用される構成および符号は、方法の論理工程を説明するために提供されるものであり、方法の範囲を制限するものではないことが理解される。特定の方法が生じる順序は、図示される対応する工程の順序に厳密に従っていても、従っていなくてもよい。
【００５６】
次に図１４を参照すると、本発明に従ったパターンド・メディアを作製する方法１４００は、エッチング可能な基板を提供する工程１４０２、基板を蒸着マスクに固定的に取り付ける工程１４０４、蒸着マスクを介して基板上に材料を蒸着する工程１４０６を包含してもよく、それによって、蒸着された材料をエッチ・マスクとして使用して、基板表面にデータ・トラックをエッチングするようにしてもよい。方法１４００は、基板をエッチングする工程１４０８、蒸着された材料を基板表面から実質的に除去する工程１４１０、また基板を蒸着マスクから取り外す工程１４１２をさらに包含して、パターンド・メディア・インプリント・マスタを生成してもよい。
【００５７】
特定の実施形態では、基板をエッチングする工程１４０８は、プラズマ・エッチを実施して、蒸着された材料から基板にパターンを転写することを包含してもよい。具体的には、蒸着された材料をエッチ・マスクとして使用し、ＣＦ４プラズマを用いて窒化シリコンを含む基板または基板のグラウンド層をエッチングしてもよい。一旦本発明の方法が完了すると、第２世代のナノインプリント複製プロセスを使用して、パターンド・メディア・インプリント・マスタ上のトポグラフィー的データ・トラック・パターンを、パターンド・メディア用の複数のディスク上にポジ複製してもよい。従って、本発明は、従来のパターンド・メディアよりも、データ・トラック密度が高く、故に記憶能力が向上したパターンド・メディアの作製を可能にする。
【００５８】
本発明は、その精神または本質的な特性から逸脱することなく、他の特定の形態で実施されてもよい。記載された実施形態は、あらゆる点で、例示目的のみであって制限目的ではないことが認められるべきである。従って、本発明の範囲は、上述の説明ではなく添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲に相当する意味および範囲内にあるすべての変更は、特許請求の範囲に包含されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に従ったパターンド・メディア・インプリント・マスタを作製する装置の一実施形態の断面図である。
【図２】本発明に従ったパターンド・メディア・インプリント・マスタを作製する装置の代替実施形態の断面図である。
【図３】本発明に従ったパターンド・メディア・インプリント・マスタを作製するシステムの一実施形態の底面図である。
【図４】図３のパターンド・メディア・インプリント・マスタを作製するシステムの断面図である。
【図５】本発明に従った基板上に材料を蒸着する方法の一実施形態の断面図である。
【図６】本発明に従った基板上に材料を蒸着する方法の代替実施形態の断面図である。
【図７】本発明の特定の実施形態に従った材料がその上に蒸着された基板の上面図である。
【図８】本発明に従った基板上に形成された蒸着パターンの代表的な一実施形態の上面図である。
【図９】図８の蒸着パターンを形成するのに使用されるシステムの断面図である。
【図１０】図９の蒸着マスクおよび基板の断面図である。
【図１１】得られる半影を示す図９のシステムの断面図である。
【図１２】本発明に従ったシールドを包含する図９のシステムの断面図である。
【図１３】図８〜１２に示したシステムの動作パラメータの値を説明する表である。
【図１４】本発明の特定の実施形態に従ったパターンド・メディア・インプリント・マスタを作製する方法の概略フローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
１００…蒸着アセンブリ、
１０２…基板層、
１０４…グラウンド層、
１０６…中間層、
１０８…スペーシング要素、
１１０…蒸着マスク層、
１１２、３０４…開口、
３００…蒸着源、
３０２…シールド、
３０６…中心、
３０８…周辺、
４００…回転要素、
５００…蒸着材料、
５０２…蒸着位置、
６００…側壁、
６０２…近接端部、
６０４…遠位端部、
６０６、６０８…開口幅、
６１０、１３００…幅、
７００…トラック・パターン、
７０２…使用不可領域、
８００…トラックピッチ、
８０２…マスク穴間隔、
８０４…オフセット、
８０６…距離、
８０８…穴／スポット直径、
９００…基板からシャドーマスクまでの高さ、
９０２…シャドーマスクからソースまでの高さ、
１０００…シャドーマスク厚さ、
１１００…ソース幅、
１１０２…遮光プレートの開口幅、
１１０４…半影幅。
【図１】
2006286181.tif 000003
【図２】
2006286181.tif 000004
【図３】
2006286181.tif 000005
【図４】
2006286181.tif 000006
【図５】
2006286181.tif 000007
【図６】
2006286181.tif 000008
【図７】
2006286181.tif 000009
【図８】
2006286181.tif 000010
【図９】
2006286181.tif 000011
【図１０】
2006286181.tif 000012
【図１１】
2006286181.tif 000013
【図１２】
2006286181.tif 000014
【図１３】
2006286181.tif 000015
【図１４】
2006286181.tif 000016